CN115611586B - 一种保温隔声楼面结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种保温隔声楼面结构，从上至下依次包括抗裂混凝土保护层，水泥胶浆，保温隔声砂浆以及钢筋混凝土楼板；所述保温隔声砂浆按照质量份数包括以下物质：硅酸盐水泥、煤灰粉、矿渣、砂、石子、玻化微球、分散剂、防裂组合物、氢氧化钠、适量水；其中，保温隔声砂浆在凝结过程中防裂组合物在混凝土层中形成三维的立体连接结构；本发明还公开了该保温隔声楼面结构的制备方法；本发明利用浆料分散性好实现对玻化微珠的均匀包围，防止浆料在凝结初期内部骨料沉降，保证玻化微珠的均匀分散，提升所得楼板的强度，兼顾保温和隔声。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，特别是涉及一种保温隔声楼面结构及其制备方法。
背景技术
CN211817286U公开一种保温隔声楼面结构，其主要的发明构思在于：通过增加钢板和凝固后的轻集料垫层之间的连接，加强细石混凝土层和轻集料垫层之间的连接，缩小了轻集料垫层和钢筋混凝土楼板以及细石混凝土层之间的间隙，增加楼面保温隔音的性能。
但是事实上隔音的主要产生在于切断声音的震动的传播，现有技术中常用玻化微珠作为轻骨料，利用玻化微珠的中空结构减少热量和震动的传递，但是强度不足，浆料的分散性和效果不佳。
CN111946012B发明专利公开一种楼板微晶保温隔声结构及其制作方法，蜂窝预制板开设的蜂窝填料仓仓内能够填入混合隔音材料，蜂窝预制板内部插入进加强筋，增加蜂窝预制板整体强度；连接结构设置的能够对隔音结构开设的蜂窝填料仓进行封口；倾斜套环一端与连接预制板套接，倾斜套环另一端嵌入进蜂窝注料仓仓内与安装网相连接，能够加强连接结构和保温结构之间牢固性能，固定套环一端第一连接结构相连接，固定套环贯穿蜂窝预制板与第二连接结构相连接，能够加强连接结构和隔音结构之间的牢固性能；保温结构安装网端头弯折形成挂钩，挂钩能够搭在下一级加强筋或者安装处加强筋上，方便整体的安装；通过上述结构可知，其安装不便，不利于大面积的快速应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种保温隔声楼面结构，本发明利用浆料分散性好实现对玻化微珠的均匀包围，防止浆料在凝结初期内部骨料沉降，保证玻化微珠的均匀分散，提升所得楼板的强度，兼顾保温和隔声。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种保温隔声楼面结构，从上至下依次包括抗裂混凝土保护层，水泥胶浆，保温隔声砂浆以及钢筋混凝土楼板；
所述保温隔声砂浆按照质量份数包括以下物质：
其中，保温隔声砂浆在凝结过程中防裂组合物在混凝土层中形成三维的立体连接结构。
优选分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵和聚羧酸钠盐的至少一种。本发明中浆料使用的分散剂为电解质，电解质溶解于水中电离，电离的物质在二氧化硅的表面感应出电荷，增大体积，与周围的颗粒物质形成挤压，防止在凝结的初期浆料中的石子和砂等容易沉降，不利于凝结后作为粗骨料的石子与作为细骨料的玻化微球、砂子以及煤灰粉等物质由于自身重力不同形成沉降和分层，难以保证本发明的强度。
优选防裂组合物为木质素和SiO2，其中SiO2连接于木质素。本发明使用相互连接的木质素和SiO2作为防裂组合物，防裂组合物在碱性的保温隔声砂浆分散，参与水化反应，消耗Ca(OH)2及自由水，生成的团絮状结构的Ca-Si-木质素，由于本发明使用的木质素和二氧化硅是来自于生物质的，如稻壳或者秸秆等，木质素与二氧化硅的连接紧密，因此当连接于木质素的SiO2与周围的Ca(OH)2或者是Mg(OH)2发生羟基的连接从而形成了以木质素为中心的大体积网状结构，而Ca(OH)2和Mg(OH)2的形成均会出现体积膨胀，形成空间占位，进一步加强木质素空间占位的存在，凝结后木质素将混凝土内部形成三维的立体连接结构，抑制混凝土内部的应力集中和尖端效应，有效地阻止裂缝的发展，从而提高所得混凝土层的强度。
优选SiO2-木质素的制备方法如下：
将经过清洁的干燥稻壳粉碎后加入浓硫酸中水浴搅拌，清洗至中性得SiO2-木质素。本发明利用浓硫酸将粉碎稻壳中的碳水化合物溶解，溶解稻壳中的半纤维素以及纤维素，将浓硫酸中的沉淀清洗至中性，得到SiO2-木质素的组合物。
优选水浴温度为50℃至70℃，搅拌时间为5分钟至10分钟。本发明利用浓硫酸的浸泡保持木质素和二氧化硅原本的连接，利用连接在木质素的二氧化硅与凝胶中的硅-硅或者硅-钙之间进一步形成连接，从而提高本发明中保温隔声砂浆凝结后形成三维空间的连接。
优选所述矿渣含有氧化镁和氧化钙。本发明利用矿渣中氧化镁和氧化钙的存在，利用氧化镁和氧化钙与水接触转化为Ca(OH)2和Mg(OH)2，确保Ca(OH)2和Mg(OH)2与木质素的空间配合；本发明利用木质素在混凝土凝结前形成空间占位的同时，保证水的分布和存在，当混凝土凝结后，在整个固体中木质素对混凝土内部空间形成支撑和定位，从而提升了所得保温隔声砂浆凝结后的强度。
本发明的另一目的在于提供一种保温隔声楼面结构的制备方法，本发明利用浆料分散性好实现对玻化微珠的均匀包围，防止浆料在凝结初期内部骨料沉降，提升所得保温隔声砂浆凝结层的强度，方便使用。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种保温隔声楼面结构的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、在钢筋混凝土楼板与墙壁的交界处设置沿着墙壁的竖向隔声片；
步骤二、将所述的保温隔声砂浆各组分按照质量份数搅拌并浇筑，浇筑后一次抹平成型，养护；
步骤三、保温隔声砂浆层表面刷涂水泥胶浆进行界面处理；
步骤四、浇筑抗裂混凝土保护层，养护。
优选保温隔声砂浆层的浇筑厚度为25mm至35mm；抗裂混凝土保护层的浇筑厚度为20mm至30mm。
优选步骤三中养护3天至5天，步骤四中养护22天至28天。
通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明提出了一种保温隔声楼面结构，从上至下依次包括抗裂混凝土保护层，水泥胶浆，保温隔声砂浆以及钢筋混凝土楼板；在制备的过程中首先将使用水将特定质量份数的硅酸盐水泥、煤灰粉、矿渣、砂、石子、玻化微球、分散剂、防裂组合物和氢氧化钠，形成一个可以凝结的体系，其中氢氧化钠保证了凝结体系的碱性存在，将防裂组合物利用其自身的三维空间结构和连接作用对凝结的混凝土层通过每一个的防裂组合物连接加强内部空间连接，提升本发明的结构强度，同时也保证了保温和隔声性能。
从而实现本发明的上述目的。
附图说明
图1是本发明涉及的一种保温隔声楼面结构的制备流程。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
实施例1
本实施例公开一种保温隔声楼面结构，从上至下依次包括抗裂混凝土保护层，水泥胶浆，保温隔声砂浆以及钢筋混凝土楼板；
所述保温隔声砂浆包括以下物质：
硅酸盐水泥；煤灰粉；矿渣；砂；石子；玻化微球；分散剂；防裂组合物；氢氧化钠；适量水；具体质量份数详见表1所示。
本实施例中分散剂为十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵，二者的质量比为1：1。
本实施例中SiO2-木质素的制备方法如下：
将经过清洁的干燥稻壳粉碎后加入浓硫酸中水浴搅拌，清洗至中性得SiO2-木质素。
将稻壳按上述方法洗涤并粉碎，粉碎后的稻壳加入至浓度为72％的H2SO4溶液中，并在50℃的水浴下搅拌5min，冷却至室温后，真空抽滤得滤渣，并以去离子水洗至中性得木质素-二氧化硅。其中粉碎稻壳与浓硫酸的质量体积比为0.1g/ml。
本发明利用浓硫酸将粉碎稻壳中的碳水化合物溶解，溶解稻壳中的半纤维素以及纤维素，将浓硫酸中的沉淀清洗至中性，得到SiO2-木质素的组合物。
水浴温度为50℃，搅拌时间为5分钟。本发明利用浓硫酸的浸泡保持木质素和二氧化硅原本的连接，利用连接在木质素的二氧化硅与凝胶中的硅-硅或者硅-钙之间进一步形成连接，从而提高本发明中保温隔声砂浆凝结后形成三维空间的连接。
本实施例中所述矿渣含有氧化镁和氧化钙。本发明利用矿渣中氧化镁和氧化钙的存在，利用氧化镁和氧化钙与水接触转化为Ca(OH)2和Mg(OH)2，确保Ca(OH)2和Mg(OH)2与木质素的空间配合；本发明利用木质素在混凝土凝结前形成空间占位的同时，保证水的分布和存在，当混凝土凝结后，在整个固体中木质素对混凝土内部空间形成支撑和定位，从而提升了所得保温隔声砂浆凝结后的强度。
实施例2
本实施例公开一种保温隔声楼面结构，从上至下依次包括抗裂混凝土保护层，水泥胶浆，保温隔声砂浆以及钢筋混凝土楼板；
所述保温隔声砂浆包括以下物质：
硅酸盐水泥；煤灰粉；矿渣；砂；石子；玻化微球；分散剂；防裂组合物；氢氧化钠；适量水；具体质量份数详见表1所示。
本实施例中分散剂为十六烷基三甲基溴化铵和聚羧酸钠盐，二者的质量比为1：1。
SiO2-木质素的制备同实施例1。
实施例3
本实施例公开一种保温隔声楼面结构，从上至下依次包括抗裂混凝土保护层，水泥胶浆，保温隔声砂浆以及钢筋混凝土楼板；
所述保温隔声砂浆包括以下物质：
硅酸盐水泥；煤灰粉；矿渣；砂；石子；玻化微球；分散剂；防裂组合物；氢氧化钠；适量水；具体质量份数详见表1所示。
本实施例中分散剂为十六烷基三甲基溴化铵和聚羧酸钠盐，二者的质量比为2：1。
SiO2-木质素的制备同实施例1。
实施例4
本实施例公开一种保温隔声楼面结构，从上至下依次包括抗裂混凝土保护层，水泥胶浆，保温隔声砂浆以及钢筋混凝土楼板；
所述保温隔声砂浆包括以下物质：
硅酸盐水泥；煤灰粉；矿渣；砂；石子；玻化微球；分散剂；防裂组合物；氢氧化钠；适量水；具体质量份数详见表1所示。
本实施例中分散剂为十六烷基三甲基溴化铵和聚羧酸钠盐，二者的质量比为1：2。
SiO2-木质素的制备同实施例1。
对比例
本对比例与实施例4的主要区别在于，使用等量的纳米二氧化硅代替木质素-二氧化硅。
实施例1至4以及对比例的保温隔声楼面结构的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一、在钢筋混凝土楼板与墙壁的交界处设置沿着墙壁的竖向隔声片；
步骤二、将实施例1至4以及对比例记载的保温隔声砂浆各组分按照质量份数搅拌并浇筑，浇筑后一次抹平成型，养护；
步骤三、保温隔声砂浆层表面刷涂水泥胶浆进行界面处理；
步骤四、浇筑抗裂混凝土保护层，养护。
保温隔声砂浆层的浇筑厚度为30mm；抗裂混凝土保护层的浇筑厚度为25mm。
步骤三中养护3天，步骤四中养护25天。
表1实施例1至4以及对比例保温隔声砂浆的组成及用量(质量份数)
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例 |
| 硅酸盐水泥 | 80 | 100 | 90 | 90 | 90 |
| 矿渣 | 30 | 35 | 40 | 35 | 35 |
| 砂子 | 300 | 320 | 350 | 300 | 300 |
| 玻化微球 | 150 | 180 | 200 | 200 | 200 |
| 分散剂 | 10 | 5 | 8 | 8 | 8 |
| SiO2-木质素 | 15 | 18 | 20 | 18 | / |
| 氢氧化钠 | 20 | 25 | 20 | 25 | 25 |
| 水 | 适量 | 适量 | 适量 | 适量 | 适量 |
针对实施例1至4以及对比例所得保温隔声砂浆进行以下性能测试：
1、干密度
参照《膨胀玻化微珠保温隔热砂浆》(GB/T26000-2010)规定进行测定。制作试件模具为70.7mm×70.7mm×70.7mm，在标准养护室里养护到测试龄期的前3d，在恒温干燥箱中以105℃烘至恒重，到达龄期时取出，称重并量取试件尺寸，干密度ρ＝M/V(kg/m3)。
2、抗压强度和抗折强度
抗压强度参照《无机硬质绝热制品试验方法》(GB/T5486-2008)规定进行测定，包括7d、14d、28d抗压强度，抗折强度参照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GB/T 17671-1999)规定进行测定。
抗压强度的试件尺寸为70.7mm×70.7mm×70.7mm，抗折强度的试件尺寸为40mm×40mm×160mm。
在标准养护室里养护到测试龄期的前3d，取出试件，恒温干燥箱中以105℃烘至恒重，到达龄期时取出，冷却至室温，置于恒应力压力试验机上测试。
抗压强度(MPa)＝破坏荷载(N)/试件的受压面积(m2)；
抗折强度(MPa)＝1.5*折断时施加于棱柱体中部的荷载(N)*支撑圆柱之间的距离(mm)/b3。
表1实施例1至4以及对比例所得试件的干密度(kg/m3)
| 项目 | 7d | 14d | 28d |
| 实施例1 | 1126 | 1135 | 1152 |
| 实施例2 | 1235 | 1250 | 1266 |
| 实施例3 | 1301 | 1312 | 1326 |
| 实施例4 | 1225 | 1239 | 1254 |
| 对比例 | 1230 | 1241 | 1249 |
表2实施例1至4以及对比例所得保温隔声砂浆所得试件抗压强度(MPa)
| 项目 | 7d | 14d | 28d |
| 实施例1 | 22.8 | 28.9 | 37.5 |
| 实施例2 | 23.4 | 29.8 | 38.8 |
| 实施例3 | 25.3 | 30.7 | 39.8 |
| 实施例4 | 23.3 | 29.6 | 38.1 |
| 对比例 | 19.2 | 23.8 | 26.8 |
表3实施例1至4以及对比例所得保温隔声砂浆所得试件抗折强度
| 项目 | 7d | 14d | 28d |
| 实施例1 | 3.7 | 4.6 | 8.9 |
| 实施例2 | 3.9 | 5.0 | 9.2 |
| 实施例3 | 3.5 | 5.2 | 9.0 |
| 实施例4 | 3.9 | 5.6 | 9.8 |
| 对比例 | 2.4 | 2.6 | 2.9 |
将按照实施例1至4以及对比例的保温隔声砂浆制得的保温隔声楼面结构按照GB50118-2010《民用建筑隔声设计规范》的依据进行判定，本实施例中所测钢筋混泥土楼板撞击声隔声性能满足GB 50118-2010《民用建筑隔声设计规范》中住宅建筑起居室之间钢筋混泥土楼板撞击声隔声标准要求(20dB≤计权标准化撞击声压级≤75dB)。
结合表1至表3以及所得楼面结构的计权标准化撞击声压级数据可知，本发明利用浆料分散性好实现对玻化微珠的均匀包围，防止浆料在凝结初期内部骨料沉降，提升所得楼板的强度。
实施例1至4使用相互连接的木质素和SiO2作为防裂组合物，防裂组合物在碱性的保温隔声砂浆分散，参与水化反应，消耗了Ca(OH)2及自由水，生成的团絮状Ca-Si-木质素，由于本发明使用的木质素和二氧化硅是来自于生物质的，如稻壳或者秸秆等，木质素与二氧化硅的连接紧密，因此当连接于木质素的SiO2与周围的Ca(OH)2或者是Mg(OH)2发生羟基的连接从而形成了以木质素为中心的大体积网状结构，而Ca(OH)2和Mg(OH)2的形成均会出现体积膨胀，形成空间占位，进一步强化木质素空间占位，凝结后木质素将混凝土内部形成三维的立体连接结构，抑制混凝土内部的应力集中和尖端效应，有效地阻止裂缝的发展，从而提高所得混凝土层的强度；对比例中使用单因素变化，没有使用木质素-SiO2，因此在对比例所得的保温隔音层中单独使用二氧化硅不能形成大体积网状结构，因此对比例所得砂浆制得试件其力学性能是明显不如实施例1至4的。
本发明的保温隔声楼面结构，从上至下依次包括抗裂混凝土保护层，水泥胶浆，保温隔声砂浆以及钢筋混凝土楼板；在制备的过程中首先将使用水将特定质量份数的硅酸盐水泥、煤灰粉、矿渣、砂、石子、玻化微球、分散剂、防裂组合物和氢氧化钠，形成一个可以凝结的体系，其中氢氧化钠保证了凝结体系的碱性存在，将防裂组合物利用其自身的三维空间结构和连接作用对凝结的混凝土层通过每一个的防裂组合物连接加强内部空间连接，提升本发明的结构强度，同时也保证了保温和隔声性能。
Claims (7)
1.一种保温隔声楼面结构，其特征在于：从上至下依次包括抗裂混凝土保护层，水泥胶浆，保温隔声砂浆以及钢筋混凝土楼板；
所述保温隔声砂浆按照质量份数包括以下物质：
硅酸盐水泥 80份至100份；
煤灰粉 30份至40份；
矿渣 15份至20份；
砂 300份至350份；
石子 350份至400份；
玻化微球 150份至200份；
分散剂 5份至10份；
防裂组合物 15份至20份；
氢氧化钠 20份至25份；
水 适量；
其中，保温隔声砂浆在凝结过程中防裂组合物在混凝土层中形成三维的立体连接结构；
防裂组合物为木质素和SiO2，其中SiO2连接于木质素；
SiO2-木质素的制备方法如下：
将经过清洁的干燥稻壳粉碎后加入浓硫酸中水浴搅拌，清洗至中性得SiO2-木质素。
2.如权利要求1所述的保温隔声楼面结构，其特征在于：分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵和聚羧酸钠盐的至少一种。
3.如权利要求1所述的保温隔声楼面结构，其特征在于：水浴温度为50℃至70℃，搅拌时间为5分钟至10分钟。
4.如权利要求1所述的保温隔声楼面结构，其特征在于：所述矿渣中含有氧化镁和氧化钙。
5.一种如权利要求1至4任一项所述保温隔声楼面结构的制备方法，其特征在于：
包括以下步骤：
步骤一、在钢筋混凝土楼板与墙壁的交界处设置沿着墙壁的竖向隔声片；
步骤二、将所述的保温隔声砂浆各组分按照质量份数搅拌并浇筑，浇筑后一次抹平成型，养护；
步骤三、保温隔声砂浆层表面刷涂水泥胶浆进行界面处理；
步骤四、浇筑抗裂混凝土保护层，养护。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：保温隔声砂浆层的浇筑厚度为25mm至35mm；抗裂混凝土保护层的浇筑厚度为20mm至30mm。
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤二中养护3天至5天，步骤四中养护22天至28天。
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